《隧道施工支护》ppt课件

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1、隧道施工支护汇报人：司敏建中铁十二局集团第一工程有限公司二〇一七年四月支护结构概述支护结构的基本作用在于：与围岩一起组成一个有足够安全度的隧道结构体系。能承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的稳定，防止围岩质量的进一步恶化，在衬砌结构未施做前有一个安全的工作环境。任何一种类型的支护结构都应具有与上述作用相适应的构造力学特性及施工的可能性。支护结构分类支护结构根据施做时机及作用不同，整体分为三大类：超前支护（开挖前）临时支护（开挖中）初期支护（开挖后）一、超前支护概述超前支护技术是指在隧道开挖之前，通

2、过向掌子面前方地层里注浆、冷冻、打入钢管、钢板、锚杆等技术措施在隧道横断面上形成一个拱形连续体，使其加固开挖面前方地层，同时利用其支撑力保持前方土体的稳定，减少地表沉降量的技术总称。研究表明，围岩注浆加固可提高其强度和变形模量，从根本上改善围岩的变形规律，资料表明，砂岩在注浆后的强度可增加50%-70%，粉砂岩和泥质岩增加2-4倍，而围岩强度的增大可使支护荷载减少2/3-4/5。超前支护分类根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护法。地层改良法就是提高开挖

3、面周围地层土的特性的方法，包括注浆、土壤加固、排水和地层冻结等；预支护法就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖面周围应力干扰达到最小的方法。超前支护方法超前支护主要包括：管棚法、水平旋喷注浆法、超前小导管法、超前锚杆法、冻结法、机械预切糟法、预衬砌法等等。其中管棚法、水平旋喷注浆法、超前小导管法等支护方法在预支护的同时也改良了地层。目前施工现场常用的超前支护方法主要是管棚法、超前小导管、超前锚杆。管棚注浆支护就是把一组钢管沿开挖轮廓外己钻好的孔中打入地层内，并与钢拱架

4、组合形成强大的棚架预支护加固体系，支承来自于管棚上部的荷载，通过钢管的梅花形布置的注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。总体的结构就是纵向成梁、横向成拱。管棚注浆支护管棚注浆是一种长距离超前支护方法，超前距离长，刚度较大，适用于掌子面不能自稳、含水的地层，控制地表沉降、防渗止水的效果较好，施工工艺要求较高。如将管棚注浆与小导管补充注浆法结合，除具有大管棚的特点外，能够防止管棚下方三角土体的塌落，这种长短结合的预支护效果更为理想。管棚支护示意图掘进距离取决于管棚深度管棚支护

5、适用范围管棚支护可适用于：软弱砂土质地层、砂卵砾石地层，膨胀性软流塑、硬可塑状粉质粘土地层，裂隙发育岩体、突泥突水段、断层破碎带、塌方段、破碎土岩堆地段、浅埋大偏压等地质和地下水丰富条件的地下构筑物施工的支护，隧道进出口段开挖的支护，也多应用于地铁等穿越城区的地下工程的开挖预支护，可作为穿越既有建筑物、公路、铁路及地下结构物下方修建隧道的辅助方法；作为隧道洞口段及修建大断面隧道施工的辅助工法及作为其他施工的辅助工法，也常用于浅埋但不宜明挖地段或浅埋隧道情况下，地表有建筑物、或隧道接近地中结构物时等对

6、施工沉降有特殊要求的工程等。管棚支护的设计参数管棚支护的设计参数主要包括：钢管直径、长度、间距、仰角、水平搭接长度、钢架间距、注浆参数等，当需要增大钢管的强度和刚度时，可在管内设置钢筋笼而后用水泥砂浆填充。《铁路隧道施工规范》规定：管棚用钢管直径宜为φ70-φ127mm；钢管中心间距宜为管径的2-3倍；管棚长度应根据地层情况选用，不宜小于10m；纵向两组管棚的搭接长度应大于3m。管棚支护参数可按工程类比法确定，并在施工中根据实际情况调整。管棚管径的选择大部分工程的钢管直径在中φ50-φ180mm之间

7、，将管棚支护按管径分类为小管棚和大管棚，小管棚管径一般在φ30-φ50mm，大管棚管径介于φ89-φ159mm，工程中多用φ108mm的钢管，环向间距以不大于3-5倍管径为宜。管棚钢管的选择根据计算结果和技术经济因素分析，对于支护条件要求较高的松软地层，应选取φ127mm钢管，土体凝聚力较高的粘性土，可选取φ89mm钢管，一般土层在多数情况下选取φ108mm钢管。管棚钢管环向间距的确定管棚钢管直径范围一般为φ70-180mm，我们可将管棚支护按管径分类为小管棚、中管棚、大管棚。小管棚管径一般在φ32

8、~50mm范围内，多采用管径为φ42mm的钢管，管长以3.5-5m为宜，环向间距一般取0.3-0.4m，水平搭接长度1-1.5m。中管棚管径一般在φ50-φ89mm范围内，管长一般不超过20m，环向间距一般取0.3-0.4m，水平搭接长度1-2m。大管棚一般可选用φ89-φ159mm的钢管，常用管径φ108mm，管长以不超过40m为宜，钢管一般分节长4m或6m，以丝扣连接，丝扣长不小于150mm，环向间距一般不大于3-5倍管径为宜。管棚合理外插角的确定角度过小，将可能